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CaiXiang c34b5dc853 柯蒂斯控制协议，相关集成

2025-11-15 16:05:59 +08:00

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Raw Blame History

Curtis 电机控制器集成指南

概述

本指南介绍如何在 AGV 路径跟踪项目中集成柯蒂斯（Curtis）1298+1220C 电机控制器的 CAN 通讯功能。

协议版本： V4.0 波特率： 125 kbps 厂商： 上海诺力智能科技有限公司

快速开始

1. 最简示例（5行代码）

#include "include/can/CurtisMotorController.h"

CurtisMotorController curtis;
curtis.Connect();                          // 连接

CurtisCommand cmd;
cmd.driveSpeed = CurtisMotorController::SpeedPercentToCAN(30.0f);  // 前进30%
curtis.SendCommand(cmd);                   // 发送命令

curtis.ReceiveStatus();                    // 接收状态
curtis.PrintStatus();                      // 打印状态

curtis.Disconnect();                       // 断开

2. 基本控制循环

CurtisMotorController curtis;
curtis.Connect();

CurtisCommand cmd;
cmd.driveSpeed = CurtisMotorController::SpeedPercentToCAN(30.0f);
cmd.steerAngle = CurtisMotorController::AngleDegreeToCAN(15.0f);

while (running) {
    curtis.ReceiveStatus();           // 接收状态
    curtis.SendCommand(cmd);          // 发送命令（≤20ms周期）
    Sleep(15);                        // 15ms
}

curtis.Disconnect();

文件结构

核心文件

agv_path_tracking/
├── include/can/
│   └── CurtisMotorController.h       # Curtis 控制器头文件
├── src/can/
│   └── CurtisMotorController.cpp     # Curtis 控制器实现
├── examples/
│   ├── curtis_demo.cpp               # 键盘控制示例
│   └── curtis_path_tracking_demo.cpp # 路径跟踪示例
├── lib/
│   ├── ControlCAN.h                  # CAN 接口库头文件
│   └── ControlCAN.dll                # CAN 接口库
└── docs/curtis/
    └── CURTIS_INTEGRATION_GUIDE.md   # 本文档

技能文档

.claude/skills/
├── can-protocol.md                   # USB-CAN 接口函数库参考
└── curtis-motor-protocol.md          # Curtis 协议详细说明

编译和运行

1. 编译

cd build
cmake ..
make

编译目标：

curtis_demo - 键盘控制演示
curtis_path_tracking_demo - 路径跟踪演示

2. 运行示例

键盘控制演示：

./curtis_demo

路径跟踪演示：

./curtis_path_tracking_demo

3. 在您的项目中使用

在 CMakeLists.txt 中添加：

add_executable(your_program your_main.cpp
    src/can/CurtisMotorController.cpp
)

target_link_libraries(your_program
    ${CMAKE_SOURCE_DIR}/lib/ControlCAN.dll
)

在代码中包含头文件：

#include "include/can/CurtisMotorController.h"

API 参考

核心类：CurtisMotorController

构造函数

CurtisMotorController(DWORD deviceType = VCI_USBCAN2,
                      DWORD deviceIndex = 0,
                      DWORD canChannel = 0);

参数：

deviceType: CAN 设备类型（默认 VCI_USBCAN2 = 4）
deviceIndex: 设备索引（默认 0 = 第一个设备）
canChannel: CAN 通道（默认 0 = CAN1）

连接管理

bool Connect();              // 连接到 Curtis 控制器
void Disconnect();           // 断开连接
bool IsConnected() const;    // 检查是否已连接

命令发送

bool SendCommand(const CurtisCommand& cmd);  // 发送控制命令
bool SendStopCommand();                      // 发送停止命令
void EmergencyStop();                        // 紧急停车

重要： 必须以 ≤20ms 周期持续发送命令，否则控制器会超时保护。

状态接收

bool ReceiveStatus();                   // 接收状态反馈
const CurtisStatus& GetStatus() const;  // 获取当前状态
void PrintStatus() const;               // 打印状态到控制台

故障检测

bool HasError() const;                         // 检查是否有故障
bool IsTimeout(uint32_t timeoutMs) const;      // 检查通讯超时
std::string GetErrorString() const;            // 获取故障描述

工具函数（静态）

static int16_t SpeedPercentToCAN(float percent);    // 速度百分比 → CAN值
static float   SpeedCANToPercent(int16_t canValue); // CAN值 → 速度百分比
static int16_t AngleDegreeToCAN(float degrees);     // 角度 → CAN值
static float   AngleCANToDegree(int16_t canValue);  // CAN值 → 角度

数据结构

CurtisCommand（控制命令）

struct CurtisCommand {
    int16_t driveSpeed;         // 行走速度 -4096~4095
    int16_t liftSpeedLeft;      // 左侧提升速度 -4096~4095
    int16_t liftSpeedRight;     // 右侧提升速度 -4096~4095
    int16_t steerAngle;         // 转向角度 -900~900
    uint8_t controlBits0;       // 控制位0
    uint8_t controlBits1;       // 控制位1（自动设置AGV标识）
};

CurtisStatus（状态反馈）

struct CurtisStatus {
    uint8_t  driveError;        // 行走故障代码
    uint8_t  steerError;        // 转向故障代码
    float    currentAngle;      // 当前转向角度（度）
    int16_t  motorSpeed;        // 电机转速
    uint8_t  batteryLevel;      // 电量 0-100%
    bool     isAutoMode;        // 是否自动模式
    bool     isEmergencyStop;   // 是否急停状态
    uint32_t lastUpdateTime;    // 最后更新时间戳
};

完整调用流程

流程图

┌─────────────────────────────────────────────┐
│ 1. 创建 CurtisMotorController 对象         │
└─────────────────┬───────────────────────────┘
                  │
                  ▼
┌─────────────────────────────────────────────┐
│ 2. Connect()                                │
│    ├─ VCI_OpenDevice()     打开CAN设备      │
│    ├─ VCI_InitCAN()        初始化(125kbps)  │
│    ├─ VCI_StartCAN()       启动CAN通道      │
│    └─ VCI_ClearBuffer()    清空缓冲区       │
└─────────────────┬───────────────────────────┘
                  │
                  ▼
┌─────────────────────────────────────────────┐
│ 3. 主循环（≤15ms 周期）                    │
│  ┌──────────────────────────────────────┐  │
│  │ ① ReceiveStatus()                    │  │
│  │    └─ 接收并解析 0x260 状态帧        │  │
│  │                                       │  │
│  │ ② 检查故障和急停                     │  │
│  │    ├─ HasError()                     │  │
│  │    ├─ IsTimeout()                    │  │
│  │    └─ 如有异常，执行 EmergencyStop() │  │
│  │                                       │  │
│  │ ③ 设置控制命令                       │  │
│  │    ├─ SpeedPercentToCAN()            │  │
│  │    └─ AngleDegreeToCAN()             │  │
│  │                                       │  │
│  │ ④ SendCommand()                      │  │
│  │    ├─ 发送 0x1E5 行走/提升命令       │  │
│  │    └─ 发送 0x2E5 转向命令            │  │
│  │                                       │  │
│  │ ⑤ Sleep(15)                          │  │
│  └──────────────────────────────────────┘  │
└─────────────────┬───────────────────────────┘
                  │
                  ▼
┌─────────────────────────────────────────────┐
│ 4. Disconnect()                             │
│    ├─ SendStopCommand()    发送停止命令    │
│    └─ VCI_CloseDevice()    关闭设备         │
└─────────────────────────────────────────────┘

详细步骤说明

步骤1：创建对象

// 使用默认参数（设备类型=VCI_USBCAN2, 索引=0, 通道=0）
CurtisMotorController curtis;

// 或指定参数
CurtisMotorController curtis(VCI_USBCAN2, 0, 0);

步骤2：连接

if (!curtis.Connect()) {
    std::cerr << "连接失败！" << std::endl;
    return -1;
}

内部执行：

VCI_OpenDevice() - 打开 USB-CAN 设备
VCI_InitCAN() - 配置 125kbps 波特率
VCI_StartCAN() - 启动 CAN 通道
VCI_ClearBuffer() - 清空接收缓冲区

步骤3：主循环

CurtisCommand cmd;
DWORD lastTime = GetTickCount();

while (running) {
    // 3.1 接收状态
    curtis.ReceiveStatus();
    const CurtisStatus& status = curtis.GetStatus();

    // 3.2 检查故障
    if (curtis.HasError()) {
        std::cout << curtis.GetErrorString() << std::endl;
    }

    // 3.3 检查急停
    if (status.isEmergencyStop) {
        cmd.driveSpeed = 0;
        cmd.steerAngle = 0;
    }

    // 3.4 设置命令
    cmd.driveSpeed = CurtisMotorController::SpeedPercentToCAN(30.0f);
    cmd.steerAngle = CurtisMotorController::AngleDegreeToCAN(15.0f);

    // 3.5 发送命令（15ms周期）
    if (GetTickCount() - lastTime >= 15) {
        curtis.SendCommand(cmd);
        lastTime = GetTickCount();
    }

    Sleep(5);
}

关键点：

命令周期： 必须 ≤20ms，推荐 10-15ms
状态接收： 每次循环都调用 ReceiveStatus()
故障检测： 实时检查故障和急停状态
数值转换： 使用工具函数进行单位转换

步骤4：断开连接

curtis.Disconnect();

内部执行：

发送停止命令（所有速度归零）
等待 50ms 确保命令发送
调用 VCI_CloseDevice() 关闭设备

示例程序说明

示例1：键盘控制（curtis_demo.cpp）

功能：

键盘控制 AGV 运动
实时状态监控
故障和急停检测

控制键：

W/S - 前进/后退（30%）
A/D - 左转/右转（30度）
Q/E - 提升/下降（50%）
H - 鸣喇叭
T - 切换龟速模式
空格 - 全部停止
P - 打印状态
ESC - 退出

运行：

cd build
./curtis_demo

核心代码：

// 主循环
while (running) {
    curtis.ReceiveStatus();  // 接收状态

    if (_kbhit()) {
        char ch = _getch();
        switch (ch) {
            case 'w':
                cmd.driveSpeed = SpeedPercentToCAN(30.0f);
                break;
            // ... 其他键处理
        }
    }

    if (GetTickCount() - lastSendTime >= 15) {
        curtis.SendCommand(cmd);  // 15ms周期
        lastSendTime = GetTickCount();
    }

    Sleep(5);
}

示例2：路径跟踪（curtis_path_tracking_demo.cpp）

功能：

矩形路径跟踪
圆形路径跟踪
实时位置控制
故障自动中止

运行：

cd build
./curtis_path_tracking_demo

核心代码：

for (size_t i = 0; i < path.size(); i++) {
    double targetX = path[i].x;
    double targetY = path[i].y;

    while (true) {
        curtis.ReceiveStatus();

        // 计算距离和方向
        double dx = targetX - currentX;
        double dy = targetY - currentY;
        double distance = sqrt(dx*dx + dy*dy);

        if (distance < 0.1) break;  // 到达

        // 计算转向角度和速度
        double targetAngle = atan2(dy, dx);
        cmd.steerAngle = AngleDegreeToCAN(angleError);
        cmd.driveSpeed = SpeedPercentToCAN(30.0f);

        curtis.SendCommand(cmd);
        Sleep(15);
    }
}

故障排查

常见问题

1. 连接失败

症状： Connect() 返回 false

解决方案：

检查 USB-CAN 设备是否连接
检查驱动是否正确安装
确认 ControlCAN.dll 在正确位置
检查设备索引是否正确（通常为 0）

诊断命令：

VCI_BOARD_INFO info;
if (VCI_ReadBoardInfo(VCI_USBCAN2, 0, &info) == 1) {
    cout << "设备序列号: " << info.str_Serial_Num << endl;
}

2. 控制器无响应

症状： 发送命令后车辆不动

检查清单：

AGV 标识位是否设置（Byte1 Bit0 = 1）
命令发送频率是否 ≤20ms
手动模式下 J9/SW_3 是否闭合
自动模式下 J24/SW_1 是否为 ON
波特率是否为 125kbps

诊断代码：

const CurtisCommand& lastCmd = curtis.GetLastCommand();
cout << "最后命令: " << endl;
cout << "  driveSpeed = " << lastCmd.driveSpeed << endl;
cout << "  steerAngle = " << lastCmd.steerAngle << endl;
cout << "  controlBits1 = 0x" << hex << (int)lastCmd.controlBits1 << endl;

3. 频繁超时

症状： IsTimeout() 频繁返回 true

原因：

命令发送周期 > 20ms
CAN 总线连接不稳定
控制器参数设置不正确

解决方案：

// 检查发送周期
DWORD lastTime = GetTickCount();
curtis.SendCommand(cmd);
DWORD elapsed = GetTickCount() - lastTime;
cout << "发送耗时: " << elapsed << "ms" << endl;  // 应 < 20ms

4. 转向不准确

症状： 转向角度与预期不符

解决方案：

确认 1220C 参数配置：

can steer left stop to centre = -900
can steer right stop to centre = 900

检查角度转换：

float degrees = 30.0f;
int16_t canValue = CurtisMotorController::AngleDegreeToCAN(degrees);
cout << "30° → CAN值 = " << canValue << endl;  // 应为 300

5. 收到故障代码

症状： HasError() 返回 true

诊断：

const CurtisStatus& status = curtis.GetStatus();
cout << "行走故障: 0x" << hex << (int)status.driveError << endl;
cout << "转向故障: 0x" << hex << (int)status.steerError << endl;
cout << curtis.GetErrorString() << endl;

处理：

查阅 Curtis 故障代码手册
检查电机连接和电源
检查控制器参数配置

最佳实践

1. 命令发送频率

推荐做法：

const int SEND_PERIOD_MS = 15;  // 15ms周期
DWORD lastSendTime = GetTickCount();

while (running) {
    if (GetTickCount() - lastSendTime >= SEND_PERIOD_MS) {
        curtis.SendCommand(cmd);
        lastSendTime = GetTickCount();
    }
    Sleep(5);
}

避免：

❌ 周期 > 20ms（会超时）
❌ 不规律的发送间隔
❌ 只发送一次就停止

2. 故障处理

推荐做法：

curtis.ReceiveStatus();
const CurtisStatus& status = curtis.GetStatus();

// 实时检查故障
if (curtis.HasError()) {
    cout << "[故障] " << curtis.GetErrorString() << endl;
    curtis.EmergencyStop();
    // 记录日志
    logError(status.driveError, status.steerError);
    // 通知上层
    notifyError();
}

// 检查急停
if (status.isEmergencyStop) {
    cout << "[急停] 停止所有运动" << endl;
    cmd.driveSpeed = 0;
    cmd.steerAngle = 0;
    curtis.SendCommand(cmd);
}

3. 数值范围检查

推荐做法：

// 使用工具函数自动限制范围
float speedPercent = 120.0f;  // 超出范围
int16_t canSpeed = CurtisMotorController::SpeedPercentToCAN(speedPercent);
// 自动限制到 100% → 4095

// 或手动检查
cmd.driveSpeed = canSpeed;
if (cmd.driveSpeed > CURTIS_DRIVE_SPEED_MAX) {
    cmd.driveSpeed = CURTIS_DRIVE_SPEED_MAX;
}

4. 状态回调

推荐做法：

curtis.SetStatusCallback([](const CurtisStatus& status) {
    // 状态更新时自动调用
    if (status.batteryLevel < 20) {
        cout << "[警告] 电量低: " << (int)status.batteryLevel << "%" << endl;
    }
});

5. 安全断开

推荐做法：

// 程序退出前
cout << "正在安全停止..." << endl;
curtis.SendStopCommand();
Sleep(100);  // 等待停止生效
curtis.Disconnect();

6. 异常处理

推荐做法：

try {
    CurtisMotorController curtis;
    if (!curtis.Connect()) {
        throw runtime_error("连接失败");
    }

    // 主循环...

} catch (const exception& e) {
    cerr << "异常: " << e.what() << endl;
    curtis.Disconnect();
    return -1;
}

7. 日志记录

推荐做法：

void logStatus(const CurtisStatus& status) {
    ofstream log("curtis_log.txt", ios::app);
    log << GetTickCount() << ","
        << (int)status.driveError << ","
        << (int)status.steerError << ","
        << status.currentAngle << ","
        << status.motorSpeed << ","
        << (int)status.batteryLevel << endl;
}

// 定期调用
if (GetTickCount() - lastLogTime >= 1000) {
    logStatus(curtis.GetStatus());
    lastLogTime = GetTickCount();
}

附录

A. CAN ID 映射表

CAN ID	方向	描述	数据内容
0x1E5	AGV → Curtis	控制命令	行走速度、提升速度、控制位
0x2E5	AGV → Curtis	转向命令	转向角度
0x260	Curtis → AGV	状态反馈	故障、角度、转速、电量、状态
0x360	Curtis → AGV	保留	保留字段

B. 控制位定义

控制位0（Byte0）：

Bit	功能	0	1
0	调速开关	有效	无效
1	紧急反向	无效	有效
2	龟速模式	无效	有效
3	喇叭	无效	有效
4	左提升	无效	有效
5	左下降	无效	有效
6	右提升	无效	有效
7	右下降	无效	有效

控制位1（Byte1 - AGV专用）：

Bit	功能	0	1
0	AGV标识	无效	连接（必须）
1	紧急停车	无效	急停
2	找中完成	-	完成
3-7	保留	-	-

C. 数据范围表

参数	最小值	最大值	单位	说明
行走速度	-4096	4095	-	负值=后退
提升速度	-4096	4095	-	负值=下降
转向角度（命令）	-900	900	0.1°	-900=-90°
转向角度（反馈）	-16383	16383	0.1°	-16383=-90°
电量	0	100	%	百分比

D. 相关文档

can-protocol.md - USB-CAN 接口函数库参考
curtis-motor-protocol.md - Curtis 协议详细说明
CAN_Protocol.pdf - CAN 通讯协议基础
柯蒂斯通信协议.pdf - 原始协议文档

技术支持

如有问题，请参考：

.claude/skills/curtis-motor-protocol.md - 完整协议说明
.claude/skills/can-protocol.md - CAN 接口库文档
示例程序源码

厂商技术支持： 上海诺力智能科技有限公司

文档版本： 1.0 最后更新： 2024-11-15 作者： AGV 路径跟踪项目组

19 KiB Raw Blame History Unescape Escape

Curtis 电机控制器集成指南

概述

目录

快速开始

1. 最简示例（5行代码）

2. 基本控制循环

文件结构

核心文件

技能文档

编译和运行

1. 编译

2. 运行示例

3. 在您的项目中使用

API 参考

核心类：CurtisMotorController

构造函数

连接管理

命令发送

状态接收

故障检测

工具函数（静态）

数据结构

CurtisCommand（控制命令）

CurtisStatus（状态反馈）

完整调用流程

流程图

详细步骤说明

步骤1：创建对象

步骤2：连接

步骤3：主循环

步骤4：断开连接

示例程序说明

示例1：键盘控制（curtis_demo.cpp）

示例2：路径跟踪（curtis_path_tracking_demo.cpp）

故障排查

常见问题

1. 连接失败

2. 控制器无响应

3. 频繁超时

4. 转向不准确

5. 收到故障代码

最佳实践

1. 命令发送频率

2. 故障处理

3. 数值范围检查

4. 状态回调

5. 安全断开

6. 异常处理

7. 日志记录

附录

A. CAN ID 映射表

B. 控制位定义

C. 数据范围表

D. 相关文档

技术支持

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